Przewodność cieplna cegły krzemionkowej

(1) Wpływ porowatości na przewodność cieplną.
Powszechnie uznaje się, że przewodność cieplna gazów jest znacznie mniejsza niż ciał stałych. Wysoka porowatość materiału izolacyjnego skutecznie blokuje przenoszenie ciepła i w znacznym stopniu przyczynia się do zmniejszenia przewodności cieplnej materiału. Porowatość odgrywa ważną rolę w właściwościach termoizolacyjnych materiałów. Im większa porowatość, tym mniejsza powierzchnia zajmowana przez ścianki porów i tym niższa przewodność cieplna. Istnieje jednak granica wzrostu porowatości. Jeśli porowatość jest zbyt duża, zawartość substancji stałych w tej samej objętości cegieł ogniotrwałych jest mniejsza, a właściwości mechaniczne materiału są gorsze i nie spełniają wymagań użytkowych.
Ponadto charakter porów ma duży wpływ na przewodność cieplną materiału. Przy tej samej gęstości nasypowej cegły ogniotrwałe o dużej porowatości otwartej i cegłach ogniotrwałych o porowatości połączonej mają wyższą przewodność cieplną niż materiały o wysokiej porowatości zamkniętej.

(2) Wpływ wielkości porów na przewodność cieplną materiałów termoizolacyjnych.
Gdy porowatość jest pewna, im mniejszy jest rozmiar porów, tym niższa przewodność cieplna, tym lepsza izolacyjność cieplna. Dzieje się tak dlatego, że przy tej samej porowatości, jeśli rozmiar porów w materiale jest mały, liczba porów w tej samej objętości materiału wzrasta. Z jednej strony, wraz ze zmniejszaniem się wielkości porów, ruch cząsteczek gazu w porach jest ograniczony i zmniejsza się ilość konwekcji cieplnej w porach, a tym samym w naturalny sposób zmniejsza się przewodność cieplna materiału. Z drugiej strony wzrost liczby otworów powoduje zwiększenie powierzchni ścianki porów przy tej samej objętości, co zwiększa drogę przenikania ciepła przez fazę stałą, wydłuża czas przekazywania ciepła i zmniejsza przewodność cieplną materiału. Gdy wielkość porów jest większa niż 0,1, przewodność cieplna materiału jest zgodna z modelem Loeba.
Gdy wielkość porów jest większa niż 1, przewodność cieplna jest proporcjonalna do sześcianu współczynnika kształtu, wielkości porów, stałej promieniowania, emisyjności cieplnej i temperatury. Gdy wielkość porów jest mniejsza niż 0,1, zmiana przewodności cieplnej materiału nie będzie już zgodna z modelem Loeba. Jeżeli wielkość porów jest tak mała jak 50 nm, ruch cząsteczek gazu będzie ograniczony, a w przypadku braku ruchu zostaną one zaadsorbowane na ściance porów i nie nastąpi przekazywanie ciepła.

(3) Wpływ fazy stałej na przewodność cieplną materiału.
Tryb wymiany ciepła fazy stałej materiału to głównie przenoszenie ciepła przez przewodzenie, to znaczy wibracje termiczne sieci. Jeśli przewodność cieplna i pojemność cieplna surowców są małe, izolacyjność cieplna cegieł ogniotrwałych wzrośnie. Poniżej 1000 stopni, wraz ze wzrostem temperatury, większość przewodności cieplnej materiału ma ogólnie tendencję spadkową; przy temperaturze powyżej 1000 stopni większość przewodności cieplnej materiału ma tendencję wzrostową. Ponadto przewodność cieplna nietlenków jest na ogół wyższa niż tlenków, a wśród tlenków przewodność cieplna materiałów glinokrzemianowych jest mniejsza niż czystych materiałów tlenkowych. Ze względu na ogólną złożoną strukturę sieci, wewnętrzne rozmieszczenie atomów jest chaotyczne, przenoszenie ciepła jest powolne, a przewodność cieplna jest niewielka.